发帖
雷达卡
半导体产业与面板产业相似，都是重资产投入，设备投资占总投资规模的比例达到60%以上，其中一些关键的制程环节需要综合运用光学、物理、化学等科学技术，具有技术含量高、制造难度大、设备价值高等特点。因此下游产业的发展衍生出了巨大的设备投资市场。
IC产品生产附加值极高，工艺进步依托于设备提升。目前的集成电路技术大多基于元素硅，并在晶片上构建各种复杂电路。硅元素在地壳中的含量达到26.4%，是仅次于氧的第二大元素，而单晶硅则可通过富含二氧化硅的砂石经提炼获得。由价格低廉的砂石到性能卓越的芯片，IC的生产过程就是硅元素附加值大量增长的过程。
从最初的设计，到最终的下线检测，生产过程需经过几十步甚至几百步的工艺，整个制造过程工艺复杂，其中任何一步的错误都可能是最后导致产品失效的原因，因此对设备可靠性的要求极高。下游厂商也愿意为高可靠性、高精度设备支付技术溢价，这也是半导体投资中设备投资占比较高的原因之一。
从生产工艺来看，半导体制造过程可以分为IC设计（电路与逻辑设计）、制造（前道工序）和封装与测试环节（后道工序）。设备主要针对制造及测封环节，设计部分的占比较少。
图1：集成电路生产流程
IC设计：是一个将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程，主要包含逻辑设计、电路设计和图形设计等。将最终设计出的电路图制作成光罩，进入下一个制造环节。由于设计环节主要通过计算机完成，所需的设备占比较少。
IC制造：制造环节又分为晶圆制造和晶圆加工两部分。前者是指运用二氧化硅原料逐步制得单晶硅晶圆的过程，主要包含硅的纯化->多晶硅制造->拉晶->切割、研磨等，对应的设备分别是熔炼炉、CVD设备、单晶炉和切片机等；晶圆加工则是指在制备晶圆材料上构建完整的集成电路芯片的过程，主要包含镀膜、光刻、刻蚀、离子注入等几大工艺。i.镀膜工艺：通过PECVD、LPCVD等设备，在晶圆表面增加一层二氧化硅构成绝缘层，使CPU不再漏电；ii.光刻工艺：通过光刻机，对半导体晶片表面的掩蔽物（如二氧化硅）进行开孔，以便进行杂质的定域扩散的一种加工技术，加工的晶体管数量和密度都会随着制程工艺的升级而不断加强；iii.刻蚀工艺：通过刻蚀机，对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离；iv.离子注入：通过离子注入机或扩散炉为材料加入特殊元素，从而优化材料表面性能，或获得某些新的优异性能。
IC测封：封装是半导体设备制造过程中的最后一个环节，主要包含减薄/切割、贴装/互联、封装、测试等过程，分别对应切割减薄设备、引线机、键合机、分选测试机等。将半导体材料模块集中于一个保护壳内，防止物理损坏或化学腐蚀，最后通过测试的产品将作为最终成品投入到下游的应用中去。
图2：集成电路核心工艺对应设备
京公网安备 11010802022788号
